Technische Mechanik

Die meisten Produkte, wie z.B. ein Tisch oder eine Schreibtischleuchte müssen gewisse Anforderungen an Stabilität erfüllen. Viele Gegenstände sind beweglich oder bewegen sich selbst. Hierzu gehören beispielsweise eine Gartenschere, ein Garagentor mit Antrieb oder ein Kinderdreirad.

Wie lassen sich Vorgaben von Stabilität und Beweglichkeit konkret erfüllen? Dies wird im Fach Technische Mechanik mit Statik und Kinematik vermittelt. Mechatronische Antriebe und deren zugehörige Computersteuerungen ergänzen das Fach und stellen die Verbindung zum Interaction-Design her.

  • Ziel

    Die Studenten sollen in der Lage sein, physische Bauteile und Produkte so aufzubauen und zu dimensionieren, dass sie die gestellten Anforderungen bezüglich Stabilität und Beweglichkeit erfüllen.

  • Inhalte
    • Statik, Reibung, Festigkeitslehre
    • Definition von Kräften und Momenten
    • Freischneiden und Analyse von mechanischen Systemen
    • einfache mechanische Grundelemente wie Stab, Seil, Scheibe, Fachwerke
    • das Gleichgewichtsprinzip
    • statisch bestimmter und statisch überbestimmter Aufbau
    • Leichtbauprinzipien
    • Grundlagen der Getriebelehre
    • Kinematische Kette, Zwangslauf
    • ungleichmäßig übersetzende Getriebe (Koppelgetriebe)
    • grafische Konstruktionsmethoden zur Entwicklung von Führungs- und übertragungsgetrieben
    • gleichförmig übersetzende Getriebe (Rädergetriebe)
    • Mechatronische Antriebe und deren Steuerungen (Hard- und Software, sowie Programmierung)
  • Besonderheiten

    Schwerpunkt der Vorlesung liegt in Übungen zur Lösung von konkreten Problemstellungen aus der Produktentwicklung. Spielerisches Erfassen und überprüfen im Unterricht erleichtert hier das Verständnis. So bauen die Studenten ihre eigenen Lösungen als Modelle (Baukasten Fischertechnik). Hier wird beispielsweise ein Führungsgetriebe für eine schwenkbare Tischplatte konstruiert. Auch Übertragungsgetriebe werden entwickelt. Z.B. Klappdeckel-Mülleimer mit Tret-Antrieb

Studienverlauf

Technische Mechanik 1Technische Mechanik 2
Im 6. Semester wird in technische Mechanik 1 folgendes gelehrt:Im 7. Semester wird in technische Mechanik 2 folgendes behandelt:
Statik, Reibung:
– Definition von Kräften und Momenten
– einfache mechanische Grundelemente wie Stab, Seil, Scheibe
– Gleichgewichtsprinzip
– Lagerungen
– Reibung und Haftung

Festigkeitslehre:
– Belastungen und Beanspruchungen
– Wirkung von Kräften und Momenten auf Bauelemente
– Spannungen und Verformungen, Versagenskriterien

Kinematik, Kinetik:
– Kinematik geradliniger Bewegung: Geschwindigkeit und Beschleunigung
– Kinematik der Drehbewegung: Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung
– Kinetik: Newtonsche Grundgesetze, Arbeit und Leistung

Getriebe:
– Zahnradgetriebe
– Reibradgetriebe
– Zugmittelgetriebe
– Grundlagen Mehrgelenksgetriebe
– Getriebesynthese ( = Entwurf von Getrieben)
– Kurvengetriebe
– Lager und Führungen
– Kupplungen